ДГР и защита от однофазных замыканий на землю — основа безопасности персонала

В данной статье мы рассмотрим причины необходимости применения совместной защиты: ДГР и защита от однофазных замыканий на землю. Для вашего удобства сформировали и подробно описали всё пунктах ниже!

Причины совместного использования ДГР и защиты от однофазных замыканий на землю

1. Дугогасящая катушка (если ставить именно акцент на слово «дугогасящая») эффективна только при полном подавлении токов ОЗЗ, при токе равном нулю, дуга гаснет и замыкание исчезает. Но полная компенсация тока ОЗЗ практически не возможна из-за:

• активных сопротивлений сети; 
• наличия высших гармоник; 
• из-за несовершенства алгоритмов определения емкости сети, которые встроены в автоматику ДГР;
• в соответствии с п. 2.8.16 ПТЭ «в сетях, работающих с компенсацией емкостного тока, напряжение не симметрии должно быть не выше 0,75% фазного напряжения» это требование связано с тем, что при наличии несимметрии и установленного ДГР в нейтрали в режиме недокомпенсации переходные процессы при переключениях пагубно сказываются на изоляцию сети. Такая несимметрия возможна в кабельных сетях, однако при наличии ВЛ несимметрия увеличивается и достигает значений от 1% при одноцепных ВЛ до 5–7% при двухцепных ВЛ. Это заставляет настраивать ДГР с перекомпенсацией 5–10% (п. 2.8.15 ПТЭ). Из-за требования работать в режиме перекомпенсации ДГР в месте ОЗЗ всегда присутствует часть некомпенсированного тока.

По этим причинам всегда будет какая то некомпенсированная величина тока ОЗЗ, которая может доходить до 10 % от полного емкостного тока. 

Для обеспечения электробезопасности при замыканиях на землю необходимо, чтобы напряжение прикосновения к оборудованию подстанций 10/0,4 кВ и нулевым проводам сети 0,4 кВ не превышали допустимых по ГОСТ 12.1.038-82 — 20 В, т.е. предела не отпускания. Таким образом уже при емкостных токах в 50 А и с установленным ДГР в нейтрали в режиме недокомпенсации (сопротивление заземлителя 4 Ом) создается угроза опасности людям и животным в месте замыкания! По этой причине необходимо как можно скорее выявить место ОЗЗ и отключить замыкание, но метод поиска поочередного отключения не позволяет это сделать достаточно быстро. Для быстрого выявления поврежденного фидера следует установить селективную защиту от ОЗЗ, которая будет указывать на каком участке сети произошло замыкание и тем самым ускорит поиск повреждения. Таким образом будет уменьшен риск попадания под напряжение не отпускания людей и животных находившихся в месте повреждения.

2. Также из-за неполной компенсации и тем самым наличия некомпенсированных токов увеличивается риск повторного пробоя изоляции так как величина некомпенсированных емкостных токов может быть достаточной для поддержания процесса дугового замыкания и тем самым появлению процесса экскалации напряжения, который приводит к повторному пробою изоляции и к двойному замыканию, которое уже является коротким. Чтобы снизить риски такого режима необходимо как можно скорее выявить место ОЗЗ и отключить его, это возможно только с применением селективной защиты от ОЗЗ.

3. Как уже упоминалось в пункте 1 из-за наличие постоянной несимметрии в сети ДГР приходится работать в режиме недокомпенсации, так как в режиме перекомпенсации на изоляцию сети воздействуют коммутационные перенапряжения, связанные с неодновременностью хода контактов выключателя, которая всегда имеет место быть. При длительном поиске места ОЗЗ путем поочередного отключения всех присоединений на секции питания возможен режим, когда будет отключено неповрежденное присоединение, имеющее большую емкость и тем самым после переключения с учетом уменьшения емкости сети дугогасящий реактор уже будет работать в режиме перекомпенсации, что как написано выше подвергает изоляцию сети к коммутационным перенапряжениям. Поэтому желательно производить сразу отключение именно поврежденного присоединения, а это невозможно сделать методом поочередного отключения. В этом случае помочь ситуации можно только применением селективной защиты от ОЗЗ.

Эти причины указывают, что наличие устройств компенсации емкостных токов только ослабляет ущерб от однофазных замыканий, но компенсация не решает проблему ОЗЗ полностью! Поэтому все равно необходимо устанавливать защиты от ОЗЗ, но так как теперь из-за компенсации нет основной гармоники, то нельзя использовать традиционные надежные принципы реализации защит от ОЗЗ, а именно использование токовых защит и направленных защит от ОЗЗ. Единственным устойчивом принципом распознавания ОЗЗ в сетях с компенсированной нейтралью является  принцип распознавания по уровню высших гармоник в сети при ОЗЗ. Так как уровень высших гармоник от вида замыкания может существенно меняться, то обычные токовые фильтровые защиты от ОЗЗ не обладают необходимой надежностью распознавания ОЗЗ.

Геум за счет централизованного принципа распознавания ОЗЗ и наличия встроенных фильтров высших гармоник способно устойчиво определить ОЗЗ, а также за счет множество встроенных алгоритмов работы защиты позволяет охватить все многообразие режимов ОЗЗ в сетях с компенсацией емкостных токов.